Hvordan gjenkjenne kvalitet og holdbarhet
Som vi har vist, er et vannkraftsystem både enkelt og komplekst. Konseptene bak vannkraft er enkle: alt handler om trykk og strømning. Men god design krever avanserte ingeniørferdigheter, og pålitelig drift krever nøye konstruksjon med kvalitetskomponenter.
Hva kjennetegner et turbinsystem av høy kvalitet
Tenk på et turbinsystem med tanke på effektivitet og pålitelighet. I en perfekt verden ville effektiviteten være 100 %. All energien i vannet ville bli transformert til den roterende akselen. Det ville ikke være noen luft- eller vannturbulens, og ingen motstand fra lagrene. Løpehjulet ville være perfekt balansert. Tegn på energitap – varme, vibrasjon og støy – ville være fraværende. Selvfølgelig ville den perfekte turbinen heller aldri havarert eller kreve vedlikehold.
Fint maskinert Pelton-hjul
Kvalitetskomponenter og nøye maskinering utgjør en stor forskjell i turbineffektivitet og pålitelighet.
Det er åpenbart at ingen turbinsystemer noen gang vil oppnå denne graden av perfeksjon. Men det er lurt å huske på disse målene, fordi bedre effektivitet og pålitelighet fører til mer kraft og lavere kostnad per watt. Her er bare noen av tingene du bør vurdere når du velger et turbinsystem:
Turbinløper
Løpehjulet er hjertet i turbinen. Det er her vannkraften omdannes til rotasjonskraften som driver generatoren. Uansett løpehjulstype er bøttene eller bladene ansvarlige for å fange opp mest mulig energi fra vannet. Krumningen på hver overflate, foran og bak, bestemmer hvordan vannet vil presse seg rundt til det faller av. Husk også at et gitt løpehjul vil yte mest effektivt ved en spesifikk trykkhøyde og vannføring. Løpehjulet bør være nøye tilpasset stedets egenskaper.
Se etter renner i helmetall med glatte, polerte overflater for å eliminere vann- og luftturbulens. Renner i ett stykke, nøye maskinert, fungerer vanligvis mer effektivt og pålitelig enn de som er boltet sammen. Renner i bronse og mangan fungerer bra for små systemer med rent vann og en vannsøyle på opptil omtrent 150 meter. Renner i rustfritt stål med høy fasthet er utmerkede for større systemer eller slitende vannforhold. Alle renner bør balanseres nøye for å minimere vibrasjoner, et problem som ikke bare påvirker effektiviteten, men også kan forårsake skade over tid.
Turbinhus
Turbinhuset må være godt bygget og solid, ettersom det håndterer kreftene fra det innkommende vannet så vel som den utgående akselkraften. I tillegg har formen og dimensjonene en betydelig innvirkning på effektiviteten. Tenk deg for eksempel en Pelton-turbin. Som en impulsturbin drives den av en eller flere vannstråler, men roterer i luft. Dette betyr at både hydrodynamiske og aerodynamiske krefter må tas i betraktning i utformingen av huset. Det må minimere motstanden mot sprut og vannsprut og jevnt føre ut overvann, men også være riktig dimensjonert og formet for å minimere tap på grunn av luftturbulens. På samme måte må hus for høystrømningsdesign som kryssstrømnings- og Francis-turbiner være presist konstruert for å jevnt kanalisere store mengder vann gjennom turbinen uten å forårsake turbulenslommer.
Se etter et jevnt sveiset hus som er nøye tilpasset riktig løpeskinne for ditt område. Husk at både vannkreftene og løpeskinnen vil produsere betydelig dreiemoment, så husmaterialet og alle beslag bør være kraftige. Tilstøtende overflater, som rørflenser og tilgangsdeksler, bør maskineres flate og lekkasjefrie. Siden vann fremmer rust og korrosjon, må du sørge for at alle sårbare overflater er beskyttet med pulverlakk eller epoksymaling av høy kvalitet. Alle bolter bør være av rustfritt stål.
Andre turbinhensyn
Alle overflater som fører vann kan påvirke effektiviteten, fra inntaket til rørledningen til kanalen som fører avløpsvannet bort fra kraftverket. Se etter glatte overflater uten skarpe bøyer. Dyser og strømningskontrollvinger bør være finmaskinert uten synlige krusninger eller groper.
Effektivitet er viktig, men det samme er holdbarhet og pålitelighet. Vannkraftprosjektet ditt bør levere ren strøm uten avbrudd. Kvaliteten på komponentene – og installasjonen av dem – kan utgjøre en stor forskjell for livskvaliteten din i årene som kommer.
Se etter grundig utførelse i design og konstruksjon av tetningssystemer, akselmateriale og maskinering, og alle relaterte komponenter. Vær spesielt oppmerksom på valg og montering av lagre; de skal rotere jevnt, uten å skrape eller binde seg.
Turbinleverandør
Når det gjelder leverandører, finnes det ingen erstatning for erfaring. Selv om prinsippene for vannkraft kan mestres innendørs, er det praktisk erfaring som lærer deg både høydepunktene og fallgruvene ved å lede vann fra en bekk, sette det under trykk og tvinge det gjennom en turbin. En turbinleverandør med mange års felterfaring vil være uvurderlig for deg når du designer og bygger vannkraftsystemet ditt.
Se etter en erfaren leverandør som spesialiserer seg på størrelsen og typen vannkraftanlegg du har tenkt å bygge. En god leverandør vil samarbeide med deg, og starte med målinger av trykkhøyde og vannstrøm, for å hjelpe deg med å bestemme riktig rørledningsstørrelse, netto trykkhøyde, designstrøm, turbinspesifikasjoner, drivsystem, generator og laststyringssystem. Du bør kunne stole på at leverandøren din kommer med forslag til optimalisering av effektivitet og pålitelighet, inkludert deres effekter på kostnad kontra ytelse.
En god turbinleverandør er din partner, og bør vise personlig interesse for din suksess. Tross alt er en fornøyd kunde veldig bra for forretningen.
Publisert: 24. mai 2021
